2. 迈特多(江苏)生物技术有限公司, 扬州 225002
2. Methodo (Jiangsu) Biotechnology Co., Ltd., Yangzhou 225002, China
抗生素自20世纪50年代以来被畜牧业广泛应用，抗生素的耐药基因通过垂直或水平的方式传播，对食品安全和人类健康产生了巨大威胁[1]。我国于2020年正式禁止抗生素作为饲料添加剂生产和使用，因此近几年研究天然抗生素替代品成为饲料添加剂的热点。古尼虫草属于虫草属真菌，在我国的贵州、重庆、安徽、四川、湖南、浙江、福建等地均有发现，其菌丝体中含有虫草素、虫草多糖、虫草酸等重要次级代谢产物[2]，具有抗氧化、免疫调节、镇痛消炎等[2-4]功能，但高成本限制了其在畜牧业的应用。地顶孢霉培养物(Acremonium terricola culture，ATC)是由古尼虫草分离出的地顶孢霉菌经人工发酵得到的一种虫草真菌源的绿色饲料添加剂，其与古尼虫草具有相似的功能性成分[5]，且ATC相对虫草价格较低，是具有类似抗生素作用的绿色饲料添加剂。尽管ATC推荐适用范围为猪和鸡，但前人探索了饲粮中添加ATC对反刍动物的影响，发现ATC并未对反刍动物的生长性能、血清指标和免疫功能产生不良影响，同时具有一定的益处[6-10]，但仍需进一步探究其活性成分发挥的具体作用机理以及在不同反刍动物中的适宜添加量。研究表明，家禽饲粮中添加ATC可以提高肉鸡的生长性能，增强肉鸡免疫力和抗氧化能力[11]；改善鸡肉品质，提高肌内氨基酸和脂肪酸含量，提高营养价值[12]。猪饲粮中添加ATC可以改善生长育肥猪的生长性能、胴体性状和肉品质[13]；促进仔猪生长和提高仔猪的免疫功能[14]。反刍动物饲粮中添加ATC可以降低奶牛血清β-羟基丁酸和非酯化脂肪酸含量，提高奶牛的生产性能和抗氧化能力[15]；提高断奶犊牛的生长性能、抗氧化能力和免疫功能[16]。ATC还可以通过调节脂多糖诱导的乳腺炎大鼠丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信号通路发挥抗炎和抗氧化作用[17]。近年来，ATC在奶牛、猪和家禽养殖中的研究较为集中，对于山羊的研究较少。因此，本试验以湘东黑山羊为研究对象，探究饲粮ATC添加水平对其生长性能及血清生化、免疫和抗氧化指标的影响，为ATC在山羊饲粮中应用提供相关理论和数据支持。
1 材料与方法 1.1 试验动物与饲粮试验在长沙市浏阳淳丰养殖合作社进行。选取36只2.5月龄左右、体重为(10.00±0.28)kg的健康湘东黑山羊作为试验动物。采用单因素试验设计，随机分为4组，每组3个重复，每个重复3只羊(公羊2只，母羊1只)。各组基础饲粮中ATC添加水平分别为0(对照组)、0.5%、1.0%和2.0%[干物质(DM)基础]。基础饲粮配制参考NRC(2007)肉羊饲养标准，其组成及营养水平见表 1，饲粮均制备成全混合颗粒饲料(颗粒直径为8 mm，长度为10 mm)饲喂。上述试验饲粮成本依次为3 500.00、3 631.84、3 762.38和4 019.61元/t。ATC由扬州某生物技术有限公司提供，ATC主要功能性成分和营养水平见表 2。
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表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) |
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表 2 ATC的主要功能性成分和营养水平 Table 2 Main functional ingredients and nutrient levels of ATC |
试验开始前对试验羊舍进行全面打扫消毒。试验羊在购买时打好耳标，预饲前进行免疫疫苗注射和驱虫处理，每3只为1圈饲养，每圈占地12 m2。每天08:00和17:00定时饲喂，自由饮水，确保日剩料量为投料量的10%左右，记录采食量。试验期为55 d，其中预试期10 d，正试期45 d。
1.3 样品的采集和测定 1.3.1 生长性能和经济效益试验开始和结束时分别于晨饲前空腹称重作为初重和末重，计算平均日增重(ADG)；每日饲喂前清理料槽并称重剩料，计算平均日采食量(ADFI)，并根据平均日采食量和平均日增重计算料重比(F/G)。相关指标计算公式如下：
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试验第45天晨饲前，每组随机选取6只羊，颈静脉采血，3 000 r/min，4 ℃离心15 min制备血清，-80 ℃保存，备测血清指标。使用迈瑞BS200全自动生化分析仪检测血清生化指标，包括血清葡萄糖(GLU)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、总胆固醇(TC)、游离脂肪酸(NEFA)、甘油三酯(TG)、尿素氮(UN)、β-羟基丁酸(BHBA)含量及谷丙转氨酶(ALT)、碱性磷酸酶(ALP)活性。使用北京安迪华泰生物科技有限公司试剂盒检测血清免疫和抗氧化指标，包括血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、丙二醛(MDA)含量和总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及总抗氧化能力(T-AOC)。
1.4 数据统计和分析试验数据经Excel 2017整理后，利用SPSS 24.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，并采用Duncan氏法进行多重比较。结果用“平均值±标准差”表示，以P < 0.05作为差异显著的判断标准。
2 结果 2.1 饲粮ATC添加水平对山羊生长性能和经济效益的影响由表 3可知，与对照组相比，0.5%组、1.0%组和2.0%组的末重分别提高了5.9%、0.9%和13.8%(P>0.05)，平均日增重分别提高了7.1%、15.2%和24.9%(P>0.05)。0.5%组的平均日采食量显著低于其他各组(P < 0.05)。与对照组相比，2.0%组的饲粮成本显著高于对照组(P < 0.05)。各组之间增重收益和毛收益均无显著差异(P>0.05)，但在数值上0.5%组、1.0%组和2.0%组的增重收益和毛收益均优于对照组。
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表 3 饲粮ATC添加水平对山羊生长性能和经济效益的影响 Table 3 Effects of dietary ATC supplemental level on growth performance and economic benefit of goats |
由表 4可知，1.0%组和2.0%组的血清TP含量显著高于对照组和0.5%组(P < 0.05)，1.0%组和2.0%组之间无显著差异(P>0.05)。0.5%组、1.0%组和2.0%组的血清TC含量显著低于对照组(P < 0.05)，血清ALP活性显著高于对照组(P < 0.05)，0.5%组、1.0%组和2.0%组之间无显著差异(P>0.05)。各组之间血清GLU、ALB、NEFA、TG、UN、BHBA含量和ALT活性均无显著差异(P>0.05)。
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表 4 饲粮ATC添加水平对山羊血清生化指标的影响 Table 4 Effects of dietary ATC supplemental level on serum biochemical indexes of goats |
由表 5可知，2.0%组的血清IL-1含量显著低于对照组、0.5%组和1.0%组(P < 0.05)。0.5%组、1.0%组和2.0%组的血清IL-4含量显著高于对照组(P < 0.05)。0.5%组、1.0%组和2.0%组的血清IL-6和TNF-α含量显著低于对照组(P < 0.05)，且2.0%组的血清TNF-α含量显著低于其他各组(P < 0.05)。各组之间血清IgA、IgG、IgM、IL-2含量均无显著差异(P>0.05)。
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表 5 饲粮ATC添加水平对山羊血清免疫指标的影响 Table 5 Effects of dietary ATC supplemental level on serum immune indexes of goats |
由表 6可知，0.5%组、1.0%组和2.0%组的血清T-SOD活性显著低于对照组(P < 0.05)。1.0% 组的血清MDA含量显著低于对照组、0.5%组和2.0%组(P < 0.05)。各组之间血清CAT、GSH-Px活性和T-AOC均无显著差异(P>0.05)。
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表 6 饲粮ATC添加水平对山羊血清抗氧化指标的影响 Table 6 Effects of ATC dietary supplemental level on serum antioxidant indexes of goats |
ATC具有动物界“冬虫夏草”之美称，富含多种有益活性物质，前人研究表明，ATC对动物有促生长作用，哺乳期荷斯坦公犊代乳粉中添加5 g/(头·d)的ATC可以显著增加公犊平均日采食量和开食料采食量[18]。荷斯坦牛基础饲粮中添加15和30 g/(头·d)ATC均可提高饲粮表观消化率、饲料转化效率及奶产量，且上述指标与ATC添加水平呈线性关系[19]。此外，ATC可以提高杜寒杂交羊的平均日增重，且平均日增重与ATC添加水平成正比关系[10]。基础饲粮中添加0.3%的ATC，育肥猪的平均日增重提高了9.20%，料重比降低了7.32%，但与未添加ATC组差异不显著[20]。本试验结果表明，0.5%组、1.0%组和2.0%组湘东黑山羊的末重和平均日增重在数值上均优于对照组，说明ATC对湘东黑山羊具有一定促进生长效果，与上述结果相似，且在ATC添加水平为0.5%、1.0%和2.0%时，毛收益分别增加0.86、1.74和3.17元/[只·d]。这可能因为ATC中含有的虫草多糖、虫草酸等作为益生元，在动物体中可以抑制沙门氏菌等有害菌数量，提高乳酸杆菌有益菌的数量，从而改善动物肠道健康，进而提高生长性能[21-23]。
3.2 饲粮ATC添加水平对山羊血清生化指标的影响血清生化指标能客观反映机体营养物质代谢状态、脏器的健康与否以及动物的免疫水平，是动物生产和适应性研究的重要参考指标[24-25]。血清TP含量可反映机体对蛋白质的吸收和代谢状况，血清TP含量升高提示肝脏合成功能与组织蛋白质保持动态平衡的正向合成作用加强，机体对蛋白质的消化利用的能力增加，从而有利于机体内蛋白质的积累和生长发育[26-27]。在本试验中，1.0%组和2.0%组的血清TP含量上升，表明饲粮中添加1.0%和2.0%的ATC可促进山羊对饲粮中蛋白质的吸收。
血清TG和TC含量是衡量机体脂类代谢水平的重要指标[28]。血清TG含量越低，机体脂肪的利用率越高[29]。ATC和蛹虫草生物活性成分相似，虫草多糖是两者主要的生物活性成分[30]。研究表明，多糖类活性物质可以改善动物血清生化指标，如大蒜多糖可以降低肉鸡血清TC和TG含量[31]，黑木耳多糖可以降低高脂饮食小鼠血清TC、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白含量[32]，蛹虫草多糖可以降低高脂饮食小鼠血浆TC、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白含量[33]，蛹虫草菌丝体可以降低血清TC含量[34]；蛹虫草多肽可以降低高脂小鼠血清TC和TG含量[35]，作用机制可能是多糖类活性物质抑制肝细胞合成胆固醇，促进胆固醇以胆酸盐的形式排出，从而降低血清TC含量[36]。在本试验中，与对照组相比，0.5%组、1.0%组和2.0%组山羊的血清TC含量均显著降低，血清TG含量降低但差异不显著，与前人研究结果相似，说明饲粮中添加ATC可以促进山羊脂质代谢。
ALP是成骨细胞成熟的标志酶，是骨形成过程中必要的催化剂，在骨骼钙化和形成中起重要作用[37]。血清ALP主要来源于骨骼和肝脏，是反映成骨细胞分化程度、骨骼形成和肝功能的重要指标[38-39]。本试验中，与对照组相比，0.5%组、1.0%组和2.0%组血清ALP活性显著提高，且均在正常范围(93~387 U/L)内[40-41]，提示ATC可能促进成骨细胞的成熟，促进山羊的骨骼钙化和形成，并对肝脏无不良影响。
3.3 饲粮ATC添加水平对山羊血清免疫和抗氧化指标的影响IL-1主要是由巨噬细胞产生的细胞因子，具有很强的促炎作用[42]。IL-4是由辅助型T细胞2(Th2)、B细胞和肥大细胞分泌的细胞因子，对淋巴细胞具有免疫调节作用[43]，增加抗炎因子IL-4含量能够降低机体组织发生炎症反应的概率[44]。IL-6是由淋巴细胞产生的，为前炎症细胞因子[45]。TNF-α主要由巨噬细胞产生，是内皮细胞炎症的关键因子，当体内的TNF-α含量过高时会引起炎性反应[46]。研究表明，在荷斯坦牛基础饲粮中添加30 g/d的ATC可显著降低荷斯坦牛血清IL-1、IL-6、TNF-α和MDA含量，提高机体免疫功能和抗氧化能力[47]；饲粮中添加ATC可显著提高北京油鸡血清T-AOC及GSH-Px、T-SOD活性，显著降低血清MDA含量，提高机体抗氧化能力[48]。在本试验中，饲粮添加1.0%的ATC可显著降低山羊血清IL-6、TNF-α和MDA含量，饲粮添加2.0%的ATC可显著降低山羊血清IL-1、IL-6和TNF-α含量，与上述试验结果相似。ATC可能通过减少山羊血清促炎细胞因子IL-1、IL-6和TNF-α含量，增加血清抗炎细胞因子IL-4含量来抑制炎性反应，减少炎症引起的机体损伤。
4 结论① 随着饲粮ATC添加水平的增加，山羊平均日增重逐渐升高，其中2.0%组平均日增重最高，且毛收益最高。
② 饲粮添加ATC能够促进山羊脂质代谢和成骨细胞成熟，促进山羊对饲粮中蛋白质吸收。
③ 饲粮添加ATC能够显著降低山羊血清促炎细胞因子IL-6和TNF-α含量，提高血清抗炎因子IL-4含量，抑制炎性反应。
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